[发明专利]一种诱导死亡的重组细胞及其应用

说明书

本发明提供了一种诱导死亡的重组细胞及其应用，所述诱导死亡的重组细胞为经过OCT4基因编辑系统编辑后，OCT4基因中插入了iCASP9基因的多能干细胞。本发明还提供了所述诱导死亡的重组细胞的构建方法。本发明所述重组多能干细胞可以在特定药物诱导下实现自杀，而当干细胞分化为功能性细胞后，不受药物控制，可正常行使功能。多能干细胞用于疾病治疗过程中，通过给药可以清除残留多能干细胞，降低移植细胞的致瘤风险。所述重组细胞具有良好的全能性，可应用于相关的临床干细胞治疗。

技术领域

本发明属于生物技术领域，尤其涉及一种诱导死亡的重组细胞及其应用。

背景技术

干细胞(Stem Cells)是一类具有自我更新、自我复制能力的多潜能细胞。在一定条件下，它可以分化成体内所有的细胞，进而形成身体的所有组织和器官，在器官再生、修复和疾病治疗方面极具应用价值。目前干细胞来源的视网膜色素上皮细胞和胰腺祖细胞等已经进入临床试验阶段，并具有很好的治疗效果。但是干细胞产品通常是一个混杂的细胞群，除去目的治疗性细胞还包含一定比例的未分化干细胞，由于其无限增殖和自我分化，很容易在移植后造成畸胎瘤形成，这也是临床治疗中亟需克服的安全隐患。

针对这一问题，研究人员有通过非整合性病毒载体递送的方法来提高安全性(Takahashi,T.,Kawai,T.,Ushikoshi,H.,Nagano,S.,Oshika,H.,Inoue,M.,Kunisada,T.,Takemura,G.,Fujiwara,H.,and Kosai,K.(2006).Identifification and isolation ofembryonic stem cell-derived target cells by adenoviral conditionaltargeting.Mol.Ther.14,673-683.)，也有在畸胎瘤形成后通过溶瘤病毒进行定向杀伤(Nagano,S.,Oshika,H.,Fujiwara,H.,Komiya,S.,and Kosai,K.(2005).An effificientconstruction of conditionally replicating adenoviruses that target tumorcells with multiple factors.Gene Ther.12,1385-1393.)，但操作繁琐，治疗效果不佳。也有人使用自杀基因策略进行细胞杀伤，其中使用单纯疱疹病毒胸苷激酶(HSV-TK)基因及其前药更昔洛韦的自杀基因系统的研究和应用较广。HSV-TK启动更昔洛韦的磷酸化级联反应，生成的产物与三磷酸脱氧鸟苷竞争，并掺入复制的DNA中，导致细胞死亡。但潜在问题是该系统可能对人体具有免疫原性。

因此，开发更特异的筛选工具定向清除致瘤的未分化细胞成为研究的热点和方向。Wu等通过在多能基因SOX2位点敲入自杀基因来提高移植细胞的安全性(Wu Y,Chang T,Long Y,et al.Using Gene Editing to Establish a Safeguard System forPluripotent Stem-Cell-Based Therapies[J].iScience,2019,22.)。但是，SOX2不仅是干细胞多能性的重要转录调节因子，而且还参与神经祖细胞的分化和前肠内胚层的形成，因此不适合用于高水平表达SOX2的细胞类型，例如神经元祖细胞和前肠细胞。

因此，如何提供一种致瘤性低、治疗效果好、更加安全的可应用于临床治疗的多能干细胞，已成为亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足和实际需求，本发明提供一种诱导死亡的重组细胞及其应用，通过在多能干细胞的OCT4基因中插入iCASP9基因，制备得到的重组干性细胞可以在药物处理下自发诱导死亡，而对已经分化的细胞不产生影响，从而只靶向杀死具有分裂能力的干细胞，致瘤性更低，更加安全。

为达此目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种靶向OCT4基因的sgRNA，所述靶向OCT4基因的sgRNA包括mgRNA或hgRNA中的任意一种；